如何在 Rust 中操作可变结构的实例 - 所有权问题

Question

我刚刚学习 Rust，已经学习了多年的 C++，并且在理解如何处理一些所有权限制方面遇到了一些困难。具体来说，在这个只是训练练习的小程序中，我收到两个不同的错误消息。

let stat = Stdev::new();

上面的语句得到消息：发生移动是因为

stat

的类型为

Stdev

，它没有实现

Copy

特征

    stat.add(x);

上面的语句获取消息：

stat

由于此方法调用而移动，在循环的上一次迭代中。

以下是整个程序：

struct Stdev
{
    count : u32,
    sum : f64,
    sq_sum : f64
}

impl Stdev
{
    fn new() -> Self
    {
        Stdev{count:0, sum:0.0, sq_sum:0.0}
    }

    fn add(mut self, x : f64)
    {
        self.count += 1;
        self.sum += x;
        self.sq_sum += x * x;
    }
    
    fn stdev(&self) -> f64
    {
        if self.count == 0 { return 0.0; }
        let n = self.count as f64;
        let mean = self.sum / n;
        let variance = self.sq_sum / n - mean * mean;
        variance.sqrt()
    }
}

use rand::Rng;

fn main() {
    let count = 1000;
    let stat = Stdev::new();
    for _ in 1..count
    {
        let x = rng.gen_range(0.0..100.0);
        stat.add(x);
    }
    
    println!("Standard deviation is {}", stat.stdev());
}

所以，有两个问题：
1：如何使用

stat

结构体的实例初始化变量

Stdev

？
2：如何通过方法调用修改结构体中的字段，而不会遇到所有权问题？

作为参考，这里的逻辑本质上是相同的，用 C++ 而不是 Rust，并且这个程序运行得很好。在以下代码中，类

accum

相当于 Rust 结构体

Stdev

。

#include <iostream>
#include <cmath>

class accum
{
    int count;
    double sum;
    double sq_sum;
    
public:
    accum();
    int add(double);
    double stdev();
};

accum::accum()
{
    count = 0;
    sum = 0.0;
    sq_sum = 0.0;
}

int accum::add(double x)
{
    sum += x;
    sq_sum += x * x;
    return ++count;
}

double accum::stdev()
{
    if (0 == count) return 0;
    double mean = sum / count;
    double variance = sq_sum / count - mean * mean;
    return sqrt(variance);
}

double gen_range()
{
    double x = rand();
    x /= RAND_MAX;
    return x * 100.0;
}

int main()
{
    int count = 100;
    accum stat;
    for(int i = 0; count > i; ++i)
    {
        double x = gen_range();
        stat.add(x);
    }
    
    std::cout << "Standard deviation is " << stat.stdev() << "\n";
}

我对第二个错误特别困惑。如果

stat

被移动，它被移动到哪里？没有赋值，只有方法调用。我很困惑。谢谢。

Answer 1

更改

add

函数以获取对

self

的可变引用，而不是移动它：

fn add(&mut self, x: f64)

使用当前声明，调用

add

实际上会移动

stat

并将所有权传递给

add

方法。因此，在该调用之后无法使用

stat

，但循环需要它，这就是您收到错误的原因。

你的

new

方法很好。

Answer 2

struct Stdev {
    count: u32,
    sum: f64,
    sq_sum: f64,
}

impl Stdev {
    fn new() -> Self {
        Stdev {
            count: 0,
            sum: 0.0,
            sq_sum: 0.0,
        }
    }

    fn add(&mut self, x: f64) {
        self.count += 1;
        self.sum += x;
        self.sq_sum += x * x;
    }

    fn stdev(&self) -> f64 {
        if self.count == 0 {
            return 0.0;
        }
        let n = self.count as f64;
        let mean = self.sum / n;
        let variance = self.sq_sum / n - mean * mean;
        variance.sqrt()
    }
}

use rand::Rng;

fn main() {
    let mut rng = rand::thread_rng();
    let count = 1000;
    let mut stat = Stdev::new();
    for _ in 1..count {
        let x = rng.gen_range(0.0..100.0);
        stat.add(x);
    }

    println!("Standard deviation is {}", stat.stdev());
}

• 结果

Standard deviation is 29.224928446158625